【滑車架機(jī)械效率的估算】附剖析和答案高考數(shù)學(xué)備考訓(xùn)練(滑車架機(jī)械效率的估算)附剖析和答案一、填空題1(如圖所示，物重G為600N，用滑車架將重物勻速提高5m，所用的拉力F250N，滑車架的機(jī)械效率為;若不計(jì)磨擦，被提高的物重降低時(shí)，滑車架的機(jī)械效率將(選填“變大“、“變小“或“不變“)(剖析:(1)機(jī)械效率是指有用功占總功的比率，而有用功和額外功之和稱為總功(滑車架的有用功是指重物被提高所做的功，即W=Gh(滑車架的總功是人的有用拉力所做的功，即W=FS((2)對(duì)滑車架來(lái)說(shuō)，有幾段繩子在拉重物，繩端聯(lián)通的距離S就是重物聯(lián)通距離的幾倍((3)減小機(jī)械效率的方式有二:一是減小有用功，即拉更重的重物;二是減少額內(nèi)功，如減少磨擦、減輕動(dòng)滑輪重(答案:(1)80%(2)當(dāng)提高重物的重力降低了，做的有用功就更多了，故機(jī)械效率橫禍本題答案為:80%;變大2(工人常借助斜面把重物搬運(yùn)到車輛上(如圖，車輛車箱高度h=1.5m，斜面寬度s=3m，現(xiàn)使勁F沿斜面把重筐子G=1800N的重物勻速拉到車上(若不計(jì)磨擦，拉力提高物體做功(有用功)，若不計(jì)磨擦，借助功的原理W′=Fs=W，求拉力;若曉得實(shí)際拉力，借助W=Gh求有用功，借助W=Fs求總功，再借助效率公式估算斜面的機(jī)械效率(答案:900，75(3(如圖所示，用一動(dòng)滑輪拉一物體A以0.5m/s的速率在水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體A重為20N，遭到的磨擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5N，則在，滑輪的機(jī)械效率是(不計(jì)滑輪重力)(剖析:圖中使用的是動(dòng)滑輪，曉得物體A以0.5m/s的速率運(yùn)動(dòng)，借助速率公式可以求出物體2s聯(lián)通的距離s，則拉力聯(lián)通的距離s′=2s，借助功的公式求拉力做功;曉得物體重，求出物體A遭到的磨擦阻力，又曉得拉力F，借助機(jī)械效率的公式估算滑輪的機(jī)械效率(答案:5，80%(4(小雨和小紅在“測(cè)滑車架機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，一起組裝好如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，她們分別記下了鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置((1)小紅向下帶動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼下降，并由彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力為0.5N，同時(shí)小雨用刻度尺測(cè)出鉤碼提高的高度為0.1m，以上檢測(cè)確切無(wú)誤，其他被測(cè)數(shù)學(xué)量和估算的數(shù)據(jù)如下表:彈簧測(cè)力攤銷機(jī)械效率升的高度(m)0.40.20.2100%(2)小雨和小紅測(cè)得滑車架的機(jī)械效率為100%，她們意識(shí)到出現(xiàn)了錯(cuò)誤，請(qǐng)你幫助找出緣由(3)該滑車架的機(jī)械效率實(shí)際為(4)若提高的鉤碼重降低到6N，則該滑車架的機(jī)械效率將(選填“變大”“變小”或“不變”)剖析:實(shí)驗(yàn)中測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)在動(dòng)滑輪下掛上鉤碼，繩結(jié)的自由端掛在測(cè)力計(jì)的掛鉤上，手握測(cè)力計(jì)面板使重物勻速上升，讀出測(cè)力計(jì)在聯(lián)通時(shí)的示數(shù);滑車架在使用中，動(dòng)滑輪被幾根繩子承當(dāng)，拉力聯(lián)通的距離就是物體和動(dòng)滑輪聯(lián)通距離的幾倍;估算滑車架機(jī)械效率時(shí)，找準(zhǔn)有用功和總功，借助公式，可解決3、4兩題;答案:1)勻速;(2)彈簧測(cè)力攤銷下降度應(yīng)為0.5m;(3)80%;(4)變大5(如圖是伍實(shí)朋友在檢測(cè)滑車架的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)的圖形，每位鉤碼的質(zhì)量為50g，每位滑輪的質(zhì)量都為50g，不計(jì)繩子與滑輪、滑車鉤之間的磨擦，使用滑車架使鉤碼勻速直線上升10cm，則人的拉力大小為，有用功為，J，額外功為，機(jī)械效率為。
剖析:確定滑車架用幾段繩子承當(dāng)物重，之后按照有用功、額外功的形成緣由，估算出相應(yīng)的功，再借助公式求出機(jī)械效率的大小(答案為:0.5，0.1，0.05，66.7%(二、選擇題6(下述關(guān)于功率和機(jī)械效率的說(shuō)法中，正確的是(A(功率大的機(jī)械，做功一定多B(做功多的機(jī)械，效率一定高C(做功快的機(jī)械，功率一定大D(效率高的機(jī)械，功率一定大答案:C7(關(guān)于機(jī)械效率，下述說(shuō)法正確的是(A(有用功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高B(額外功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低C(總功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低D(有用功與總功的比值越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高分析:?總功=有用功+額外功;?有用功和總功的比值叫機(jī)械效率;?由機(jī)械效率的定義可知，機(jī)械效率的高低只與有用功在總功中所占的比列有關(guān)，比列越大，機(jī)械效率越高(答案:A、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，總功不確定，機(jī)械效率不能確定(此選項(xiàng)錯(cuò)誤;B、有用功不確定，總功不能確定，總功不確定，機(jī)械效率不能確定(此選項(xiàng)錯(cuò)誤;C、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，有用功不確定，機(jī)械效率不能確定(此選項(xiàng)錯(cuò)誤;D、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，比值越大，說(shuō)明機(jī)械效率越高(此選項(xiàng)正確(8(甲乙兩機(jī)械，甲的機(jī)械效率是70%、乙的機(jī)械效率是50%，下述說(shuō)法中正確C(相同時(shí)間內(nèi)，甲機(jī)械完成的功多B(甲機(jī)械做功快A(使用甲機(jī)械做功省力D(乙機(jī)械的額外功在總功中占的比列大剖析:?機(jī)械效率大小只能說(shuō)明機(jī)械的品質(zhì)高低，只能說(shuō)明機(jī)械在做功時(shí)有用功占總功的比列的高低;?機(jī)械效率與做功多少、做功快慢、省力與否無(wú)關(guān)(答案:A、機(jī)械是否省力與機(jī)械效率的高低無(wú)關(guān)(此選項(xiàng)錯(cuò)誤;B、做功快慢是功率，與機(jī)械效率無(wú)關(guān)(此選項(xiàng)錯(cuò)誤;C、相同時(shí)間，甲機(jī)械完成的功多，是功率大，與機(jī)械效率無(wú)關(guān)(此選項(xiàng)錯(cuò)誤;D、額外功在總功中占的比列大，說(shuō)明有用功占的比列小，有用功在總功中占的比列小，機(jī)械效率就較小(此選項(xiàng)正確(三、解答題9(如圖所示，物體重180N，動(dòng)滑輪重20N，繩重和磨擦不計(jì)(在豎直向下的拉的作用下，物體以0.1m/s的速率勻速上升(求:(1)拉力F的大小;(2)拉力F做功的功率;(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率(10(如圖所示，建筑工地上的鏟車是靠電動(dòng)機(jī)來(lái)提高貨物，貨10N，電動(dòng)機(jī)的額定電壓為4A，內(nèi)阻為20Ω;電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，作用在繩子上的拉力為500N，1分鐘內(nèi)將貨物勻速提高了6m(求:(1)滑車架的機(jī)械效率是多少,(2)電動(dòng)機(jī)的額定功率是多少,剖析:從圖知，滑車架承當(dāng)物重的繩子股數(shù)n=3，拉力F聯(lián)通的距離s=3h;(1)已知物體的重力和拉力大小，求出有用功和總功，借助效率公式求滑車架的機(jī)械效率((2)求出了總功，即電動(dòng)機(jī)正常工作做的功，借助電功率公式求電動(dòng)機(jī)的額定功率答案:(1)滑車架的機(jī)械效率是66.7%;(2)電動(dòng)機(jī)的額定功率是150W(11(某人在河堤上，利用對(duì)岸的小樹(shù)，借助滑車架通過(guò)拉繩使停泊在水底的船勻速靠岸(已知滑車架是由一個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的(滑輪和拉繩自重不計(jì))，船的總質(zhì)量為37.，船勻速聯(lián)通時(shí)遭到水的阻力是船重的0.01倍，船遭到滑車架的拉力與人拉繩子的力仍然水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速率是0.3m/s，(g=10N/kg)(1)滑車架的機(jī)械效率((2)人拉繩的功率(剖析:要解決此題動(dòng)滑輪機(jī)械效率怎么求，首先要會(huì)組成滑車架，最關(guān)鍵的是分清有用功和總功(在此題中克服水的阻力做的功為有用功，拉力做的功為總功(答案:(1)滑車架的機(jī)械效率是90%(人拉繩的功率為264W12(如圖所示裝置將重為100N的物體勻速?gòu)男泵娴牡锥死另敹?已知斜面的長(zhǎng)是5m，高是2m，拉力F=50N，則該裝置的機(jī)械效率為剖析:已知物體的重力和物體下降的高度，按照公式W=Gh估算出有有用用功;斜面上裝一個(gè)動(dòng)滑輪，曉得斜面的長(zhǎng)因而可以估算出繩子末端聯(lián)通的距離，又曉得拉力的大小，按照公式W=FS估算出總功;最后再借助公式估算出機(jī)械效率(答案:40%-3313(如圖所示，將容積為2.010m的松鐵塊，沿斜面勻速上拉時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4N(松鐵塊沿斜面聯(lián)通1m，上升的高度為30cm(求:(1)松鐵塊的重力(33(2)斜面的機(jī)械效率((g=10N/kgρ=0.510kg/m)剖析:由容積和密度求出質(zhì)量，由質(zhì)量可以求出重力，由重力和高度求出有用功，由拉力和聯(lián)通的距離求出總功，有用功和總功的比值即為該斜面的機(jī)械效率(答:物體的重力為5N，斜面的機(jī)械效率為75%(14(一質(zhì)量為6kg的鐵塊，沉在裝水的容器頂部，某同事用一動(dòng)滑輪將鐵塊從水中勻速提起1m，但鐵塊沒(méi)有漏出海面，如圖所示，已知繩的自由端拉力為25N(求鐵塊在上升過(guò)程中:(1)鐵塊遭到的壓強(qiáng)為多少J,(2)繩的自由端拉力做功為多少,33(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為多少,(ρ=310kg/m、g=10N/kg剖析:(1)曉得鐵塊的質(zhì)量和密度，借助密度公式求鐵塊的容積，由于鐵塊浸入在水底，所以排沸水的容積等于鐵塊容積，再借助阿基米德原理F=ρgV求出鐵塊受到的壓強(qiáng);浮水排(2)圖中使用的是動(dòng)滑輪，則s=2h，求出拉力聯(lián)通的距離，又曉得拉力大小，利用W=Fs求繩的自由端拉力做功;(3)曉得鐵塊的質(zhì)量，借助重力公式求鐵塊的重，此時(shí)鐵塊重等于鐵塊遭到的浮力加上動(dòng)滑輪對(duì)鐵塊的拉力，據(jù)此求出動(dòng)滑輪對(duì)鐵塊的拉力，可求借助動(dòng)滑輪做的有用功，再借助效率公式求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率(答:(1)鐵塊遭到的壓強(qiáng)為20N;(2)繩的自由端拉力做功為50J;(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為80%(15(用如圖所示的滑車架吊起重物，不計(jì)繩重及磨擦((1)當(dāng)物重為150N時(shí)，繩端所用的拉力是60N，求此時(shí)滑車架的機(jī)械效率是多少,(2)當(dāng)所吊重物為300N時(shí)，10s內(nèi)重物被勻速提升2m時(shí)，繩端拉力做功的功率為多少,16(如圖所示(斜面長(zhǎng)1m，高0.2m;將10N重的物體A從斜面底端勻速拉到斜面頂端動(dòng)滑輪機(jī)械效率怎么求，須要用平行于斜面的力2.5N，這么:(1)斜面的機(jī)械效率是多少,(2)重物上升過(guò)程中克服磨擦做了多少額外功,(3)為了提升該斜面的機(jī)械效率，朋友們提出了一些建議:A、以較快的速率將重物勻速拉到斜面頂端B、以較慢的速率將重物勻速拉到斜面頂端C、改用光滑的、板長(zhǎng)和高度均不變的斜面，其中建議(填番號(hào))可以達(dá)到目的;理由是:___.答案:C重物上升過(guò)程中克服磨擦做的額外功減輕
